核殼結構納米復合氧化物的制備與表征.pdf

1、在眾多雜化材料中，核殼材料因其組成、大小和結構的不同而具有獨特的物理和化學性能，并且，通過對核、殼形狀的控制和尺寸的調節可以調控其復合性能，使其廣泛應用于醫學、催化、電池電極和軍工等領域，因此近年來備受世界各國學者關注。目前在核殼材料制備方法中，以水熱法、溶劑熱法、物理氣相沉積法和溶膠凝膠法為主，但上述方法均難以實現材料的結構均一性和分散單一性。因此，如何找到一種方法以實現核殼材料的結構均一性和分散單一性，一直是本領域科學工作者所追尋的

2、目標。
　　本文首先制備出了聚苯乙烯(PS)膠晶球，并采用PS膠晶球模板法合成了三維有序大孔結構(3DOM)的Fe2O3、 NiO和Mn2O3三種金屬氧化物薄膜骨架。SEM結果表明:PS微球粒徑均一，表面光滑無雜質，均勻有序地排列在基底上，粒徑大約為280 nm;3DOM Fe2O3、NiO和Mn2O3呈現出孔結構排列周期性強、整體結構三維長程有序的多孔網狀結構，大孔直徑分別為200 nm、150nm和180nm左右，壁厚均在30

3、 nm左右。
　　再結合溶膠-浸漬法制備出3DOM Mn2O3@Fe2O3、3DOM NiO@Fe2O3、3DOMMn2O3@NiO和3DOM NiO@Mn2O3四種核殼結構復合金屬氧化物。并利用SEM、TEM、EDS等手段研究了不同的前驅液溶膠濃度對復合金屬氧化物的微觀形貌以及核殼摩爾比的影響。結果表明:制備的核殼材料具有孔結構排列周期性強、三維長程有序等特點，有效地提高了核殼材料的結構均一性和分散單一性;前驅液溶膠濃度和殼的厚

4、度及核殼摩爾比呈正相關關系，即隨著溶膠濃度的提高，殼的厚度不斷增大且核殼摩爾比也隨之增加，因此可通過調控前驅液的濃度來實現核與殼尺寸的調整，從而達到對其復合性能的調控的目的，這為今后核殼結構納米金屬氧化物的應用奠定了堅實的基礎。
　　論文最后對所制備的3DOM核殼結構復合氧化物的應用進行了初步的探討，利用DSC研究了3DOM NiO@Fe2O3核殼材料對高氯酸銨(AP)熱分解的催化作用。研究發現隨著NiO殼層厚度的增加，3DOM